Supraleitende Kabel

Supraleitende Kabel bieten um ein Vielfaches höhere Stromtransportkapazitäten als konventionelle Kabel mit gleichem Leitungsquerschnitt. In Ballungszentren, deren Stromverbrauch stetig steigt, sind Supraleiterkabel schon heute eine praxisgerechte Lösung für den Ausbau hochausgelasteter Netzabschnitte und für eine vereinfachte Trassenplanung:

Die Technologie ist für Netzbetreiber besonders dort sehr attraktiv, wo für konventionelle Kabel mit höherer Übertragungskapazität kein Platz zur Verfügung steht, oder keine zusätzlichen Wegerechte für Kabeltrassen vergeben werden können. Mit supraleitenden Kabeln lassen sich bei Bedarf selbst in existierenden Trassen sehr raumsparend Infrastrukturen für den Transport sehr hoher Strommengen bereitstellen.

Supraleiterkabel sind im Vergleich zu konventionellen Kabeln äußerst energieeffizient. Wird ein konventionelles Kabel durch ein Supraleiterkabel gleicher Spannung ersetzt erhöht sich zum einen die Stromübertragungskapazität und zum andern können die Verluste mindestens halbiert werden.

Da supraleitende Kabel nach außen thermisch neutral sind führen sie nicht zu Austrocknung im Boden, können enger gelegt werden als konventionelle Kabel und verursachen auch an Kabelkreuzungen keine unzulässige Erwärmung. Aufgrund ihres Aufbaus verursachen sie außerdem keine elektromagnetischen Emissionen und können also auch in unmittelbarer Nähe zu Datenleitungen oder anderen sensiblen Bereiche problemlos betrieben werden.

Installationen supraleitender Kabel in Versuchsnetzen wurden in den USA, China, Korea, Japan, Russland, Deutschland, Spanien und weiteren Ländern durchgeführt. Beim Betrieb in regulären Netzen stehen die USA und Japan an der Spitze der Entwicklung. Für die innerstädtische Versorgung ist das deutsche Projekt AmpaCity international wegweisend. 2014 geht in Essen das längste Supraleiterkabel der Welt in Betrieb. Es handelt sich um das erste Supraleiterkabel in einer Innenstadt und verbindet zwei Umspannstationen. Im Rahmen des Projekts wird ein konventionelles Hochspannungskabel (110 kV) auf der Länge von ca. einem Kilometer durch ein supraleitendes Mittelspannungskabel (10 kV) mit gleicher Übertragungskapazität (40 MVA) ersetzt. Der Energieversorger RWE überlegt, den gesamten Essener Innenstadtring mit supraleitenden Mittelspanungskabeln auszustatten, wenn sich die Installation bewährt. So könnte auf Hochspannungstechnik in der gesamten Essener Innenstadt verzichtet werden und wertvolle Innenstadtflächen könnten anderweitig genutzt werden.

Erstmals wird in Essen auch die Kombination aus einem Supraleiterkabel und einem supraleitenden Strombegrenzer realisiert, der das Kabel und die nachgelagerten Netzabschnitte gegen hohe Kurzschlussströme absichert. Die Trennung der Übertragungsfunktion (Kabel) von der Schutzfunktion (supraleiterbasierter Strombegrenzer) ermöglicht eine kompakte und ressourceneffiziente Auslegung des Supraleiterkabels und steigert gleichzeitig die Versorgungssicherheit durch eine erhöhte Verfügbarkeit im Fehlerfall im umliegenden Netz.

Im Fokus der supraleiterbasierten Kabeltechnologie stehen außerdem der Transport großer Energiemengen über lange Strecken und die Hochstromübertragung für industrielle Zwecke.

Da supraleitende Kabel thermisch und magnetisch von ihrer Umgebung entkoppelt sind, beeinträchtigen sie Fauna und Flora nicht. Für die Zukunft bietet dies auch die Chance, Probleme mit Trassenführungen durch ökologisch sensible Gebiete grundlegend zu entschärfen, Bürgerproteste vermeiden und Genehmigungsverfahren vereinfachen.